CN104010839A - 包括倾斜区块的胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冬季行驶的轮胎的由橡胶材料制成的胎面。所述胎面包括多个具有高度H的区块(3)，每个区块包括当轮胎滚动时接触地面的接触面(7)和至少一个侧面(5a、5b)，所述侧面在其至少50％的表面上被覆盖材料层(10)覆盖。所述区块包括当轮胎滚动时首先接触地面的前导区域，并且所述区块(3)具有倾斜的延伸方向(J)，以使得所述区块的前导区域为前导角部(9)。所述区块(3)还包括未被覆盖材料覆盖的部分(11)，所述覆盖材料具有大于形成所述区块的橡胶材料的弹性模量的弹性模量，未覆盖的部分(11)从前导角部开始在所述区块的高度H的至少1/3上延伸。

Description

包括倾斜区块的胎面
技术领域
本发明涉及一种用于冬季行驶的轮胎胎面，特别是涉及一种包括大体上沿倾斜方向定向的区块的轮胎胎面。
背景技术
为了提高通称为雪地轮胎的用于冬季行驶的轮胎在积雪地面上的抓地力，已知的是，在胎面中使用具有低弹性模量的橡胶类材料。因此，形成所述胎面的区块的总刚度被减小，并且其耐磨性可能也被降低。
为了提高区块的刚度并同时维持良好的耐磨性，已知的是，构造一种具有与轴向方向构成大于0°的角度的倾斜区块的胎面。这样，每个区块提供了就施加于所述区块上的应力而言发挥更大作用的可见突起。
为了进一步提高区块的刚度，已知的是，在区块的侧面设有覆盖材料层，该覆盖材料具有大于橡胶类材料的弹性模量的弹性模量。然而，所述覆盖材料的使用可能导致由于当轮胎行驶时所述材料在路面上的撞击所产生的噪音的增大。
因此，存在优化雪地轮胎在积雪地面上的抓地力与当所述轮胎行驶时所产生的噪音之间的折衷或平衡的需要。
定义
“轮胎”被理解为任何种类的弹性轮胎，不论其是否承受内部压力。
“雪地轮胎”或“冬季轮胎”被理解为通过标示在轮胎的至少一个侧壁上的字母M+S或M.S或者甚至M&S标识的轮胎。所述雪地轮胎的特征在于采用了主要设计用于泥泞和新雪或融雪中的胎面和橡胶混合物的设计，其与设计用于在未被积雪覆盖的地面上行驶的道路类轮胎相比具有改进的性能。
轮胎的“胎面”被理解为由侧表面和两个主表面限定的一定量的橡胶材料，其中的一个主表面被设计为当轮胎行驶时接触路面。
“滚动表面”被理解为当轮胎行驶时轮胎的胎面上接触路面的点所形成的表面。
“区块”被理解为由切口、即花纹沟和/或刀槽花纹限定的隆起(凸起)元件。
形成区块的接触表面的一部分的“角部”被理解为由区块的接触表面的两个侧面界定的区段。所述两个侧面相交以形成一成角度部分。所述成角度部分可被削尖、倒圆、斜切等。
“花纹沟”被理解为切口，其材料面在正常行驶状态下不发生接触。通常，花纹沟的宽度大于或等于2mm。
“刀槽花纹”被理解为切口，其材料面在正常行驶状态期间发生接触。通常，刀槽花纹的宽度小于2mm。
弹性材料的“弹性模量”被理解为当所述材料经受牵引力或压缩力时应力的变化与变形的变化之间的关系。
“径向方向”被理解为垂直于轮胎的旋转轴线的方向(所述方向对应于胎面的厚度方向)。
“轴向方向”被理解为平行于轮胎的旋转轴线的方向。
“周向(圆周)方向”被理解为与以旋转轴线为中心的任一圆相切的方向。所述方向垂直于轴向方向和径向方向。
“倾斜方向”被理解为具有非零轴向分量和非零周向分量的方向。
发明内容
本发明涉及一种用于冬季行驶的轮胎的由橡胶类材料制成的胎面，所述胎面包括多个具有高度H的区块，每个区块包括设计为当轮胎行驶时接触地面的接触面和至少一个侧面，所述侧面在其至少50％的表面上被覆盖材料层覆盖。所述区块包括设计为当轮胎行驶时首先接触地面的前导(前缘)区域，所述区块具有倾斜的延伸方向，以使得所述区块的前导区域为前导角部。所述区块的侧面包括未被覆盖材料覆盖的部分，所述覆盖材料具有大于形成所述区块的橡胶类材料的弹性模量的弹性模量，未覆盖的部分从所述前导角部开始在区块的高度的至少1/3上延伸。
首先，胎面的区块在前导角部的区域中接触地面。发生接触的条件确定了轮胎行驶时的噪音水平。
本发明提出不将覆盖材料置于接触面的前导角部的区域中。这样，区块在所述角部区域中保持足够的弹性，以限制由与地面重复接触所产生的噪音水平。此外，由于区块的侧面在其至少50％的表面上被覆盖材料覆盖，区块的总刚度被维持，这确保了轮胎在积雪地面上的良好抓地力。
在一变型中，刀槽花纹从前导角部开始在区块的接触面上延伸。
刀槽花纹使得可以为接触表面的前导角部提供进一步的挠性。因此，与所述角部与地面接触有关的噪音被更进一步减小。
在一变型中，刀槽花纹在区块中具有可变深度，刀槽花纹相对于前导角部的距离越大，所述刀槽花纹的深度越大(增大)。
通过为刀槽花纹提供可变深度，在前导角部附近维持了区块的一定刚度。因此，避免了由于与地面重复接触而在所述角部区域中对所述区块产生太大破坏。
在一优选实施例中，覆盖层包括在10Hz的频率和-10℃的温度下经受0.7MPa的最大交变应力时的动态剪切模量G*大于200MPa并且优选大于300MPa的弹性体材料。
附图说明
本发明的进一步特征和优点将从以下通过参照附图以非限制性实例的方式给出的说明中显现出来，其中：
-图1示意性地示出了根据本发明的轮胎胎面的局部视图；
-图2示出了根据本发明的第一实施例形成图1的胎面的一部分的区块的透视图；
-图3示出了根据本发明的第二实施例形成图1的胎面的一部分的区块的透视图；
-图4示出了图3的区块沿伸入区块中的刀槽花纹的长度的剖视图；
-图5示出了根据本发明的第三实施例形成图1的胎面的一部分的区块的透视图。
具体实施方式
在以下说明中，将通过相同的附图标记标识基本上相同或类似的元件。
图1示意性地示出了根据本发明的胎面1的局部视图。所述胎面包括多个隆起的区块3。区块3在该情况中为大致平行立面体并且大体上(主要)沿倾斜的延伸方向J延伸。所述延伸方向J相对于周向方向X并相对于轴向方向Y形成非零角度(角度ψ)。区块3包括前导部分9，该前导部分9为当轮胎沿行驶方向R(在该情况中，所述方向与方向X相反)行驶时区块中首先接触地面的部分。所述前导区域9由此形成前导角部。
图2是根据本发明的第一实施例的图1的区块3的透视图。所述区块3具有高度H和长度L。特别是，区块3包括侧面5a、5b和连接所述侧面5a、5b的接触面7。可以在所述侧面内看到纵向面5a和横向面5b，在该情况中，所述横向面垂直于纵向面5a。纵向面5a大体上沿区块3的长度、即沿倾斜方向J延伸。
每个侧面5a、5b在其至少50％的表面上被覆盖材料层9覆盖。覆盖材料具有良好的刚度特性，即良好的抵抗压缩力和/或剪切力下的弹性变形的能力。
特别是，覆盖材料具有大于形成区块3的橡胶类材料的弹性模量的弹性模量。所述覆盖材料例如为在10Hz的频率和-10℃的温度下经受0.7MPa的最大交变应力时的动态剪切模量G*大于200MPa并且优选大于300MPa的弹性体材料。在本文中，术语“弹性模量G'”和“粘性模量G"”表示本领域技术人员所公知的动态性能。所述性能在Metravib VA4000粘度分析仪上针对由原始成分模制的试样测得。使用了例如图X2.1(圆形实施例)中、标准ASTM D5992-96(最初在1996被批准、2006年9月公布的版本)中所描述的试样。试样的直径为10mm(因此其具有78.5mm2的圆形截面)，橡胶类成分的各部分的厚度为2mm，其提供了为5的“直径与厚度”的比值(与ASTM标准的X2.4款中引用的标准ISO2856形成对比，其推荐2的d/t值)。记录硫化橡胶类成分的试样经受10Hz频率下的简单(纯)正弦交变剪切应力的响应。使试样经受10Hz的频率、围绕其平衡位置对称的受控应力(0.7MPa)的正弦剪切应力。从低于材料的玻璃态转变温度(Tg)的温度Tmin直到可能对应于材料的橡胶平稳态的温度Tmax，在每分钟1.5℃的温升期间进行测量。在开始扫描之前，在Tmin温度下使试样稳定20分钟，以在试样内部达到均匀温度。所使用的结果为选定温度(在该情况中，为0°、5°和20℃)下的动态剪切弹性模量(G')和粘性剪切模量(G")。“复合模量”G*被定义为弹性模量G'和粘性模量G"的复合总和的绝对值： G * ( G ′ 2 + G ′ ′ 2 ) .
在一变型中，覆盖层的弹性体材料包括基于至少一种具有非常高的含硫量的二烯弹性体、例如硬质胶的成分。
在进一步的变型中，覆盖层包括纤维组件，例如，形成毡的三维纤维组件。所述毡的纤维可选自于纺织纤维和矿物纤维及其混合物的组。还值得注意的是，所述毡的纤维可选自例如来自于蚕丝(丝绸)、棉花、竹子、纤维素、羊毛纤维及其混合物的组的天然来源的纺织纤维。
在进一步的变型中，覆盖层的弹性体材料包括基于至少一种热塑性聚合物、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的成分。所述聚合物可具有大于1GPa的杨氏模量。
还值得注意的是，区块3包括未被覆盖材料覆盖的部分11。所述部分11围绕前导角部9在区块的侧面5a、5b上延伸。
图3示出了其中区块的未覆盖部分11由两个三角形形成的变型。所述三角形分别围绕前导角部9在区块的侧面5a、5b上延伸。
在图3的实施例中，区块3还包括从前导角部9开始在区块的接触面7上延伸的刀槽花纹13。所述刀槽花纹与纵向边缘15形成角度θ。所述边缘15形成于接触面7与区块的纵向面5a相会的位置。在该情况中，角度θ在30°和60°之间。
作为一变型，所述刀槽花纹13在区块中的深度是可变的。例如，相对于前导角部9的距离越大，所述深度随之增大。图4图解了所述变型。特别是，图4图解了其中刀槽花纹的深度沿着曲线17进行有规则的变化的变型。
图5示出了其中区块3包括主刀槽花纹19和分别从区块3的四个角部延伸的四个副刀槽花纹21、22、23、24的第三实施例。主刀槽花纹19部分地沿着区块3的长度在所述区块3的至少60％的长度上延伸，因此所述主刀槽花纹包括两个端部25、26。主刀槽花纹的每个端部25、26连接至两个副刀槽花纹21、22、23、24。此处值得注意的是，在图5的实例中，区块3的每个侧面5a、5b包括一个或多个未被覆盖材料覆盖的部分。
本发明不限于所描述和显示的实例，并且此处在不脱离本发明范围的情况下可以采用各种变化或改进。

Claims (4)

1.用于冬季行驶的轮胎的由橡胶类材料制成的胎面，所述胎面包括多个具有高度H的区块(3)，每个区块包括设计为当所述轮胎行驶时接触地面的接触面(7)和至少一个侧面(5a、5b)，所述侧面在其至少50％的表面上被覆盖材料层(10)覆盖，所述区块包括设计为当轮胎行驶时首先接触地面的前导区域，其特征在于，所述区块(3)具有倾斜的延伸方向(J)，以使得所述区块的前导区域为前导角部(9)，并且所述区块(3)包括未被覆盖材料覆盖的部分(11)，所述覆盖材料具有大于形成所述区块的橡胶类材料的弹性模量的弹性模量，未覆盖的部分(11)从所述前导角部开始在所述区块的高度H的至少1/3上延伸。
2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述胎面包括从所述前导角部(9)开始在所述区块的接触面(7)上延伸的刀槽花纹(13)。
3.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述刀槽花纹在所述区块中具有可变深度，所述刀槽花纹相对于所述前导角部(9)的距离越大，所述刀槽花纹的深度越大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的胎面，其特征在于，所述覆盖层(10)包括在10Hz的频率和-10℃的温度下经受0.7MPa的最大交变应力时的动态剪切模量G*大于200MPa并且优选大于300MPa的弹性体材料。
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